木質由来バイオプラスチックの多岐機能性付与製造システム構築と評価

赋予木质生物塑料多种功能的制造系统的构建和评估

基本信息

批准号：
21K19867
负责人：
浅田元子
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19867/
关键词：
木質由来バイオプラスチック

项目摘要

近年、石油由来化成品のマイクロプラスチックが環境汚染だけでなく、家畜や魚類などに蓄積されて深刻な食料汚染を引き起こしている。それゆえ、石油以外の環境保全型原料から生分解性プラスチックを製造する必要がある。本研究では、地球上に最も大量に存在する天然有機資源であり、再生産可能な植物性バイオマスからのエコ型化成品の製造に挑戦するとともに実用化を見据えた機能性評価と使用後の環境影響評価を行った。バイオマス中で複雑に絡み合っているセルロースとリグニンを環境低負荷（水蒸気のみを使用）で迅速処理（数分程度で十分前処理効果があるため、実用化時における固定費や変動費を低コスト化）が可能な高活性水蒸気爆砕によって効率的に分離した後、水抽出、有機溶媒抽出により各画分（水抽出画分、有機溶媒抽出画分、水・有機溶媒抽出残渣画分）に分離した。有機溶媒抽出画分に含まれる低分子量リグニンの化学的特性（純度、数平均分子量や重量平均分子量等）を明らかにした後、エポキシ樹脂硬化剤として種々のエポキシ樹脂に混練した用いた場合のエポキシ硬化樹脂の熱機械的特性を検討した。有機溶媒抽出残渣物中にはセルロース以外に少量のリグニンが混在しているので、このリグニン除去前後のそれぞれのセルロース試料に対してグラインダー解繊処理を行い、得られたセルロースナノファイバーの熱機械特性に及ぼす残存リグニン量やグラインダー処理回数の影響を明らかにした。

近年来，微塑料这种源自石油的化学物质不仅造成环境污染，而且在牲畜和鱼类体内积累，造成严重的食品污染。因此，需要用石油以外的环保原料来制造可生物降解的塑料。在这项研究中，我们将迎接挑战，利用地球上最丰富的天然有机资源可再生植物生物质制造环保化学产品，并结合实际应用和使用后的环境评估其功能。进行了影响评估。生物质中错综复杂地交织在一起的纤维素和木质素可以在对环境影响较小的情况下进行快速处理（仅使用水蒸气）（在几分钟内即可达到足够的预处理效果，减少了实际应用过程中的固定和可变成本）。通过高度活跃的蒸汽爆炸，可以实现。明确了有机溶剂萃取馏分中所含的低分子量木质素的化学性质（纯度、数均分子量、重均分子量等）后，通过混炼，研究了用作环氧树脂固化剂的环氧树脂。研究了固化树脂的热机械性能。由于有机溶剂提取残渣中除纤维素外还含有少量木质素，因此使用研磨机对去除木质素前后的纤维素样品进行解纤，并研究了所得纤维素纳米纤维的热机械性能。残留木质素和研磨机处理的次数